[发明专利]一种集流体，其极片和电化学装置

说明书

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种集流体，其极片和电化学装置。本申请的集流体包括绝缘层和导电层，导电层位于所述绝缘层的至少一个表面上，所述导电层的厚度为D2，D2满足：30nm≤D2≤3μm；所述集流体中设置有多个贯穿所述绝缘层及所述导电层的孔。本申请的集流体可提高电池异常情况下发生短路时的短路电阻，使短路电流大幅度减小，极大地降低短路产热量，改善电池的安全性能，同时集流体设置多个孔可以便于电解液的通过，减小极片和电池的极化，改善电池的电化学性能；另外，集流体中设置的多个孔可进一步减轻集流体的重量，提升电池的重量能量密度。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种集流体，其极片和电化学装置。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。然而锂离子电池在受到挤压、碰撞或穿刺等异常情况时很容易发生着火、爆炸，从而引起严重危害。因此锂离子电池的安全问题很大程度地限制了锂离子电池的应用和普及。

大量实验结果表明，电池内短路是造成锂离子电池安全隐患的根本所在。为了避免发生电池内短路，研究者们试图改进隔膜结构、电池机械结构等。其中有些研究是从改善集流体的设计方面来提升锂离子电池的安全性能。

当由于发生碰撞、挤压、穿刺等异常情况而导致电池发生内短路时，电池温度会上升；已有技术中有采用在金属集流体的材料中加入低熔点合金的技术方案，随着电池温度的上升，该集流体中的低熔点合金发生熔融，从而造成极片断路，由此切断电流，从而改善了电池的安全性；或采用具有树脂层两面复合有金属层的多层结构的集流体，随着电池温度的上升，当达到树脂层的材料的熔点时，该集流体的树脂层熔融而使极片破损，由此切断电流，从而改善电池的安全问题。

然而已有技术中的这些方法都无法有效地阻止锂离子电池内短路的发生，而且也无法保证在异常情况发生后电池还可以继续工作。在上述这些改进方法中，电池发生内短路后，电池温度依然会急剧升高，当电池温度骤升时，若安全构件不能快速响应的话，则依然会发生不同程度的危险；而且在上述这些改进方法中，在安全构件响应后，虽然电池的安全隐患得以解决，然而电池却无法继续工作。

因此，有必要提供一种能在碰撞、挤压、穿刺等异常情况发生后，有效地防止电池由于内短路的发生而引起的着火、爆炸等事故且不影响电池正常工作的集流体和电池设计。

发明内容

鉴于此，本申请提出一种集流体，其极片和电化学装置。

第一方面，本申请提出一种集流体；包括绝缘层和导电层，其特征在于，所述导电层位于所述绝缘层的至少一个表面上，所述导电层的厚度为D2，D2满足：30nm≤D2≤3μm；所述集流体中设置有多个贯穿所述绝缘层及所述导电层的孔。

第二方面，本申请提出一种极片，包括第一方面的集流体。

第三方面，本申请提出一种电化学装置，包含第二方面的极片。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

本申请的集流体在绝缘层表面设置有导电层，导电层的厚度D2满足30nm≤D2≤3μm的条件，一方面，本申请的集流体的导电层较薄，且含有绝缘层，因此可提高电池异常情况下发生短路时的短路电阻，使短路电流大幅度减小，从而极大地降低短路产热量，改善电池的安全性能；另一方面，由于本申请的集流体的导电层较薄，因此在穿钉等异常情况下，在电芯内部产生的金属毛刺较小，从而可降低金属毛刺刺穿隔离膜与负极直接接触而导致短路的风险，因此可改善电池的安全性能；